快速成型 又名：快速成形技術

       自該技術問世以來，已經在發(fā)達國家的制造業(yè)中得到了廣泛應用，并由此產生一個新興的技術領域。

名詞解釋

        快速原型制造技術，又叫快速成形技術，（簡稱RP技術）；英文：RAPID PROTOTYPING（簡稱RP技術），或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING，簡稱RPM。在汽車應用行業(yè)家RP樣件。

       RP技術是在現(xiàn)代CAD/CAM技術、激光技術、計算機數(shù)控技術、精密伺服驅動技術以及新材料技術的基礎上集成發(fā)展起來的。不同種類的快速成型系統(tǒng)因所用成形材料不同，成形原理和系統(tǒng)特點也各有不同。但是，其基本原理都是一樣的，那就是"分層制造，逐層疊加"， 類似于數(shù)學上的積分過程。形象地講，快速成形系統(tǒng)就像是一臺"立體打印機"。

優(yōu)越性

       它可以在無需準備任何模具、刀具和工裝卡具的情況下，直接接受產品設計（CAD）數(shù)據(jù)，快速制造出新產品的樣件、模具或模型。因此，RP技術的推廣應用可以大大縮短新產品開發(fā)周期、降低開發(fā)成本、提高開發(fā)質量。由傳統(tǒng)的"去除法"到今天的"增長法"，由有模制造到無模制造，這就是RP技術對制造業(yè)產生的革命性意義。

特點

       RP技術將一個實體的復雜的三維加工離散成一系列層片的加工，大大降低了加工難度，具有如下特點：

       ⑴成型全過程的快速性，適合現(xiàn)代激烈的產品市場；

       ⑵可以制造任意復雜形狀的三維實體；

       ⑶用CAD模型直接驅動，實現(xiàn)設計與制造高度一體化，其直觀性和易改性為產品的完美設計提供了優(yōu)良的設計環(huán)境；

       ⑷成型過程無需專用夾具、模具、刀具，既節(jié)省了費用，又縮短了制作周期。

       ⑸技術的高度集成性，既是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的必然產物，也是對它們的綜合應用，帶有鮮明的高新技術 特征。

       以上特點決定了RP技術主要適合于新產品開發(fā)，快速單件及小批量零件制造，復雜形狀零件的制造，模具與模型設計與制造，也適合于難加工材料的制造，外形設計檢查，裝配檢驗和快速反求工程等。

形成過程

       形象地比喻：快速成形系統(tǒng)相當于一臺"立體打印機"。

       它可以在沒有任何刀具、模具及工裝卡具的情況下，快速直接地實現(xiàn)零件的單件生產。根據(jù)零件的復雜程度，這個過程一般需要1～7天的時間。換句話說，RP技術是一項快速直接地制造單件零件的技術。

工作原理

       快速成型技術是將計算機輔助設計 ( CAD) ,計算機輔助制造 ( CAM ) ,計算機數(shù)字控制 ( CNC) ,精密伺服驅動、激光和材料科學等先進技術集于一體的新技術,其基本構思是: 任何三維零件都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿某一坐標方向疊加而成.因此依據(jù)計算機上構成的產品三維設計模型 ,可先將 CAD系統(tǒng)內的三維模型切分成一系列平面幾何信息 ,即對其進行分層切片 ,得到各層截面的輪廓 ,按照這些輪廓 ,激光束選擇性地切割一層層的紙(或固化一層層的液態(tài)樹脂,燒結一層層的粉末材料) ，或噴射源選擇性地噴射一層層的粘接劑或熱熔材料等 ,形成各截面輪廓并逐步疊加成三維產品 。

       快速成型技術徹底擺脫了傳統(tǒng)的“去除”加工法 (即:部分去除大于工件的毛坯上的材料 ,而得到工件 ) ,采用全新的“增長”加工法 (即:用一層層的小毛坯逐步疊加成大工件 ) ,將復雜的三維加工分解成簡單二維加工的組合 ,因此 ,它不必采用傳統(tǒng)的加工機床和工模具 ,只需傳統(tǒng)加工方法 30%～ 50%的工時和 20%～ 35%的成本 ,就能直接制造產品樣品或模具 .通過快速成型技術 ,可以自動、直接、快速、精確地將設計思想轉變?yōu)榫哂幸欢üδ艿哪Ｐ突蛑苯又圃飚a品 ,從而可以對產品設計進行快速評估、修改及功能試驗 ,大大縮短了產品的研制周期.將快速成型技術用于企業(yè)的新產品研發(fā)過程 ,可以大大縮短新產品的研制周期 ,確保新產品的上市時間 ,提高企業(yè)對市場的快速反應能力;同時也可以降低開模風險和新產品研發(fā)成本;及時發(fā)現(xiàn)產品設計的錯誤 ,做到早找錯、早更改 ,避免更改后續(xù)工序所造成的大量損失 ,提高新產品投產的一次成功率 .因此 ,快速成型技術的應用已成為制造業(yè)新產品開發(fā)的一項重要策略.

       RP系統(tǒng)可以根據(jù)零件的形狀，每次制做一個具有一定微小厚度和特定形狀的截面，然后再把它們逐層粘結起來，就得到了所需制造的立體的零件。當然，整個過程是在計算機的控制下，由快速成形系統(tǒng)自動完成的。不同公司制造的RP系統(tǒng)所用的成形材料不同，系統(tǒng)的工作原理也有所不同，但其基本原理都是一樣的，那就是"分層制造、逐層疊加"。這種工藝可以形象地叫做"增長法"或"加法"。

       每個截面數(shù)據(jù)相當于醫(yī)學上的一張CT像片；整個制造過程可以比喻為一個"積分"的過程。

       RP技術的基本原理是：將計算機內的三維數(shù)據(jù)模型進行分層切片得到各層截面的輪廓數(shù)據(jù)，計算機據(jù)此信息控制激光器（或噴嘴）有選擇性地燒結一層接一層的粉末材料（或固化一層又一層的液態(tài)光敏樹脂，或切割一層又一層的片狀材料，或噴射一層又一層的熱熔材料或粘合劑）形成一系列具有一個微小厚度的的片狀實體，再采用熔結、聚合、粘結等手段使其逐層堆積成一體，便可以制造出所設計的新產品樣件、模型或模具。自美國3D公司1988年推出第一臺商品SLA快速成形機以來，已經有十幾種不同的成形系統(tǒng)，其中比較成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分別介紹如下：

SLA原理

       "Stereo lithography Appearance"的縮寫，即立體光固化成型法.

       用特定波長與強度的激光聚焦到光固化材料表面，使之由點到線，由線到面順序凝固，完成一個層面的繪圖作業(yè)，然后升降臺在垂直方向移動一個層片的高度，再固化另一個層面.這樣層層疊加構成一個三維實體.

       SLA是最早實用化的快速成形技術，采用液態(tài)光敏樹脂原料。其工藝過程是，首先通過CAD設計出三維實體模型，利用離散程序將模型進行切片處理，設計掃描路徑，產生的數(shù)據(jù)將精確控制激光掃描器和升降臺的運動；激光光束通過 數(shù)控裝置控制的掃描器，按設計的掃描路徑 照射到液態(tài)光敏樹脂表面 ， 使表面特定區(qū)域內的一層樹脂固化后， 當一層加工完畢后，就生成零件的一個截面；然后 升降臺下降一定距離 ， 固化層上覆蓋另一層液態(tài)樹脂，再進行第二層掃描，第二固化層牢固地粘結在前一固化層上，這樣一層層疊加而成三維工件原型。將原型從樹脂中取出后，進行最終固化，再經打光、電鍍、噴漆或著色處理即得到要求的產品。

       SLA技術主要用于制造多種模具、模型等；還可以在原料中通過加入其它成分，用SLA原型模代替熔模精密鑄造中的蠟模。SLA技術成形速度較快，精度較高，但由于樹脂固化過程中產生收縮，不可避免地會產生應力或引起形變。因此開發(fā)收縮小、固化快、強度高的光敏材料是其發(fā)展趨勢。

       3D Systems 推出的Viper Pro SLA system

       SLA 的優(yōu)勢

       ⒈ 光固化成型法是最早出現(xiàn)的快速原型制造工藝，成熟度高，經過時間的檢驗.

       ⒉ 由CAD數(shù)字模型直接制成原型，加工速度快，產品生產周期短，無需切削工具與模具.

       ⒊可以加工結構外形復雜或使用傳統(tǒng)手段難于成型的原型和模具.

       ⒋ 使CAD數(shù)字模型直觀化，降低錯誤修復的成本.

       ⒌ 為實驗提供試樣，可以對計算機仿真計算的結果進行驗證與校核.

       ⒍ 可聯(lián)機操作，可遠程控制，利于生產的自動化.

       SLA 的缺憾

       ⒈ SLA系統(tǒng)造價高昂，使用和維護成本過高.

       ⒉ SLA系統(tǒng)是要對液體進行操作的精密設備，對工作環(huán)境要求苛刻.

       ⒊ 成型件多為樹脂類，強度，剛度，耐熱性有限，不利于長時間保存.

       ⒋ 預處理軟件與驅動軟件運算量大，與加工效果關聯(lián)性太高.

       ⒌ 軟件系統(tǒng)操作復雜，入門困難；使用的文件格式不為廣大設計人員熟悉.

       ⒍ 立體光固化成型技術被單一公司所壟斷.

       SLA 的發(fā)展趨勢與前景

       立體光固化成型法的的發(fā)展趨勢是高速化，節(jié)能環(huán)保與微型化.

       不斷提高的加工精度使之有最先可能在生物，醫(yī)藥，微電子等領域大有作為.

SLS原理

       選擇性激光燒結（以下簡稱SLS）技術最初是由美國德克薩斯大學奧斯汀分校的Carl ckard于1989年在其碩士論文中提出的。后美國DTM公司于1992年推出了該工藝的商業(yè)化生產設備Sinter Sation。幾十年來，奧斯汀分校和DTM公司在SLS領域做了大量的研究工作，在設備研制和工藝、材料開發(fā)上取得了豐碩成果。德國的EOS公司在這一領域也做了很多研究工作，并開發(fā)了相應的系列成型設備。

       國內也有多家單位進行SLS的相關研究工作，如西安交通大學機械學院，快速成型國家工程研究中心，教育部快速成型工程研究中心，華中科技大學、南京航空航天大學、西北工業(yè)大學、中北大學和北京隆源自動成型有限公司等，也取得了許多重大成果，如南京航空航天大學研制的RAP-I型激光燒結快速成型系統(tǒng)、北京隆源自動成型有限公司開發(fā)的AFS一300激光快速成型的商品化設備。

       選擇性激光燒結是采用激光有選擇地分層燒結固體粉末，并使燒結成型的固化層層層疊加生成所需形狀的零件。其整個工藝過程包括CAD模型的建立及數(shù)據(jù)處理、鋪粉、燒結以及后處理等。SLS技術的快速成型系統(tǒng)工作原理見圖2。

       整個工藝裝置由粉末缸和成型缸組成，工作時粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由鋪粉輥將粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均勻鋪上一層，計算機根據(jù)原型的切片模型控制激光束的二維掃描軌跡，有選擇地燒結固體粉末材料以形成零件的一個層面。粉末完成一層后，工作活塞下降一個層厚，鋪粉系統(tǒng)鋪上新粉.控制激光束再掃描燒結新層。如此循環(huán)往復，層層疊加，直到三維零件成型。最后，將未燒結的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。對于金屬粉末激光燒結，在燒結之前，整個工作臺被加熱至一定溫度，可減少成型中的熱變形，并利于層與層之間的結合。

       與其它快速成型（RP）方法相比，SLS最突出的優(yōu)點在于它所使用的成型材料十分廣泛。從理論上說，任何加熱后能夠形成原子間粘結的粉末材料都可以作為SLS的成型材料?？沙晒M行SLS成型加工的材料有石蠟、高分子、金屬、陶瓷粉末和它們的復合粉末材料。由于SLS成型材料品種多、用料節(jié)省、成型件性能分布廣泛、適合多種用途以及SLS無需設計和制造復雜的支撐系統(tǒng)，所以SLS的應用越來越廣泛。

       SLS技術的金屬粉末燒結方法

       3.1金屬粉末和粘結劑混合燒結

       首先將金屬粉末和某種粘結劑按一定比例混合均勻，用激光束對混合粉末進行選擇性掃描，激光的作用使混合粉末中的粘結劑熔化并將金屬粉末粘結在一起，形成金屬零件的坯體。再將金屬零件坯體進行適當?shù)暮筇幚?，如進行二次燒結來進一步提高金屬零件的強度和其它力學性能。這種工藝方法較為成熟，已經能夠制造出金屬零件，并在實際中得到使用。南京航空航天大學用金屬粉末作基體材料（鐵粉），加入適量的枯結劑，燒結成形得到原型件，然后進行后續(xù)處理，包括燒失粘結劑、高溫焙燒、金屬熔滲（如滲銅）等工序，最終制造出電火花加工電極。并用此電極在電火花機床上加工出三維模具型腔。

       3.2金屬粉末激光燒結

       激光直接燒結金屬粉末制造零件工藝還不十分成熟，研究較多的是兩種金屬粉末混合燒結，其中一種熔點較低，另一種較高。激光燒結將低熔點的粉末熔化，熔化的金屬將高熔點金屬粉末粘結在一起。由于燒結好的零件強度較低，需要經過后處理才能達到較高的強度。美國Texas大學Austin分校進行了沒有聚合物粘結劑的金屬粉末如CuSn NiSn青銅鎳粉復合粉末的SLS成形研究，并成功地制造出金屬零件。他們對單一金屬粉末激光燒結成形進行了研究，成功地制造了用于F1戰(zhàn)斗機和AIM9導彈的工NCONEL625超合金和Ti6A 14合金的金屬零件。美國航空材料公司已成功研究開發(fā)了先進的欽合金構件的激光快速成形技術。中國科學院金屬所和西安交通大學等單位正致力于高熔點金屬的激光快速成形研究，南京航空航天大學也在這方面進行了研究，用Ni基合金混銅粉進行燒結成形的試驗，成功地制造出具有較大角度的倒錐形狀的金屬零件。

       3.3金屬粉末壓坯燒結

       金屬粉末壓坯燒結是將高低熔點的兩種金屬粉末預壓成薄片坯料，用適當?shù)墓に噮?shù)進行激光燒結，低熔點的金屬熔化，流人到高熔點的顆粒孔隙之間，使得高熔點的粉末顆粒重新排列，得到致密度很高的試樣。吉林大學郭作興等用此方法對FeCu,Fe C等合金進行試驗研究，發(fā)現(xiàn)壓坯激光燒結具有與常規(guī)燒結完全不同的致密化現(xiàn)象，激光燒結后的組織隨冷卻方式而異，空冷得到細珠光體，淬火后得到馬氏體和粒狀。

       4 SLS技術金屬粉末成型存在的問題

       SLS技術是非常年輕的一個制造領域，在許多方面還不夠完善，如制造的三維零件普遍存在強度不高、精度較低及表面質量較差等問題。SLS工藝過程中涉及到很多參數(shù)（如材料的物理與化學性質、激光參數(shù)和燒結工藝參數(shù)等），這些參數(shù)影響著燒結過程、成型精度和質量。零件在成型過程中，由于各種材料因素、工藝因素等的影響，會使燒結件產生各種冶金缺陷（如裂紋、變形、氣孔、組織不均勻等）。

       4.1粉末材料的影響

       粉末材料的物理特性，如粉末粒度、密度、熱膨脹系數(shù)以及流動性等對零件中缺陷形成具有重要的影響。粉末粒度和密度不僅影響成型件中缺陷的形成，還對成型件的精度和粗糙度有著顯著的影響。粉末的膨脹和凝固機制對燒結過程的影響可導致成型件孔隙增加和抗拉強度降低。

       4.2工藝參數(shù)的影響

       激光和燒結工藝參數(shù)，如激光功率、掃描速度和方向及間距、燒結溫度、燒結時間以及層厚度等對層與層之間的粘接、燒結體的收縮變形、翹曲變形甚至開裂都會產生影響。上述各種參數(shù)在成型過程中往往是相互影響的，如Yong Ak Song等研究表明降低掃描速度和掃描間距或增大激光功率可減小表面粗糙度，但掃描間距的減小會導致翹曲趨向增大。

       因此，在進行最優(yōu)化設計時就需要從總體上考慮各參數(shù)的優(yōu)化，以得到對成型件質量的改善最為有效的參數(shù)組。制造出來的零件普遍存在著致密度、強度及精度較低、機械性能和熱學性能不能滿足使用要求等一些問題。這些成型件不能作為功能性零件直接使用，需要進行后處理（如熱等靜壓HIP、液相燒結LPS、高溫燒結及熔浸）后才能投人實際使用。此外，還需注意的是，由于金屬粉末的SLS溫度較高，為了防止金屬粉末氧化，燒結時必須將金屬粉末封閉在充有保護氣體的容器中。

       5 總結與展望

       快速成型技術中，金屬粉末SLS技術是人們研究的一個熱點。實現(xiàn)使用高熔點金屬直接燒結成型零件，對用傳統(tǒng)切削加工方法難以制造出高強度零件，對快速成型技術更廣泛的應用具有特別重要的意義。展望未來，SLS形技術在金屬材料領域中研究方向應該是單元體系金屬零件燒結成型，多元合金材料零件的燒結成型，先進金屬材料如金屬納米材料，非晶態(tài)金屬合金等的激光燒結成型等，尤其適合于硬質合金材料微型元件的成型。此外，根據(jù)零件的具體功能及經濟要求來燒結形成具有功能梯度和結構梯度的零件。我們相信，隨著人們對激光燒結金屬粉末成型機理的掌握，對各種金屬材料最佳燒結參數(shù)的獲得，以及專用的快速成型材料的出現(xiàn)，SLS技術的研究和引用必將進入一個新的境界。

LOM原理

       分層實體制造（LOM——Laminated Object Manufacturing）法，LOM又稱層疊法成形，它以片材（如紙片、塑料薄膜或復合材料）為原材料，其成形原理如圖3所示，激光切割系統(tǒng)按照計算機提取的橫截面輪廓線數(shù)據(jù)，將背面涂有熱熔膠的紙用激光切割出工件的內外輪廓。切割完一層后，送料機構將新的一層紙疊加上去，利用熱粘壓裝置將已切割層粘合在一起，然后再進行切割，這樣一層層地切割、粘合，最終成為三維工件。LOM常用材料是紙、金屬箔、塑料膜、陶瓷膜等，此方法除了可以制造模具、模型外，還可以直接制造結構件或功能件。該方法的特點是原材料價格便宜、成本低。

       成形材料：涂敷有熱敏膠的纖維紙；

       制件性能：相當于高級木材；

       主要用途：快速制造新產品樣件、模型或鑄造用木模。

FDM原理

       熔積成型（FDM——Fused Deposition Modeling）法，該方法使用絲狀材料（石蠟、金屬、塑料、低熔點合金絲）為原料，利用電加熱方式將絲材加熱至略高于熔化溫度（約比熔點高 1℃），在計算機的控制下，噴頭作x-y平面運動，將熔融的材料涂覆在工作臺上，冷卻后形成工件的一層截面，一層成形后，噴頭上移一層高度，進行下一層涂覆，這樣逐層堆積形成三維工件。該方法污染小，材料可以回收，用于中、小型工件的成形。圖4為FDM成形原理圖。

       成形材料：固體絲狀工程塑料；

       制件性能：相當于工程塑料或蠟模；

       主要用途：塑料件、鑄造用蠟模、樣件或模型。

       特點：

       1、優(yōu)點：（1）操作環(huán)境干凈，安全，在辦公室可進行；（2）工藝干凈、簡單、易于操作且不產生垃圾；（3）尺寸精度高，表面質量好，易于裝配，可快速構建瓶狀或中空零件；（4）原材料以卷軸絲的形式提供，易于搬運和金額快速更換；（5）原料價格便宜；（6）材料利用率高；（7）可選用的材料較多，如染色的ABS、PLA和醫(yī)用ABD、PC、PPSF、人造橡膠、鑄造用蠟。

       2、缺點：（1）精度較低，難以構建結構復雜的零件；（2）與截面垂直方向的強度??；（3）成型速度相對較慢，不適合構建大型零件。

分類

       3D打印技術是一系列快速原型成型技術的統(tǒng)稱，其基本原理都是疊層制造，由快速原型機在X-Y平面內通過掃描形式形成工件的截面形狀，而在Z坐標間斷地作層面厚度的位移，最終形成三維制件。目前市場上的快速成型技術分為3DP技術、FDM熔融層積成型技術、SLA立體平版印刷技術、SLS選區(qū)激光燒結、DLP激光成型技術和UV紫外線成型技術等。

       3DP技術：采用3DP技術的3D打印機使用標準噴墨打印技術，通過將液態(tài)連結體鋪放在粉末薄層上，以打印橫截面數(shù)據(jù)的方式逐層創(chuàng)建各部件，創(chuàng)建三維實體模型，采用這種技術打印成型的樣品模型與實際產品具有同樣的色彩，還可以將彩色分析結果直接描繪在模型上，模型樣品所傳遞的信息較大。

       FDM熔融層積成型技術：FDM熔融層積成型技術是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度（即分層厚度）再成型下一層，直至形成整個實體造型。其成型材料種類多，成型件強度高、精度較高，主要適用于成型小塑料件。

       SLA立體平版印刷技術：SLA立體平版印刷技術以光敏樹脂為原料，通過計算機控制激光按零件的各分層截面信息在液態(tài)的光敏樹脂表面進行逐點掃描，被掃描區(qū)域的樹脂薄層產生光聚合反應而固化，形成零件的一個薄層。一層固化完成后，工作臺下移一個層厚的距離，然后在原先固化好的樹脂表面再敷上一層新的液態(tài)樹脂，直至得到三維實體模型。該方法成型速度快，自動化程度高，可成形任意復雜形狀，尺寸精度高，主要應用于復雜、高精度的精細工件快速成型。

       SLS選區(qū)激光燒結技術：SLS選區(qū)激光燒結技術是通過預先在工作臺上鋪一層粉末材料（金屬粉末或非金屬粉末），然后讓激光在計算機控制下按照界面輪廓信息對實心部分粉末進行燒結，然后不斷循環(huán)，層層堆積成型。該方法制造工藝簡單，材料選擇范圍廣，成本較低，成型速度快，主要應用于鑄造業(yè)直接制作快速模具。

       DLP激光成型技術：DLP激光成型技術和SLA立體平版印刷技術比較相似，不過它是使用高分辨率的數(shù)字光處理器(DLP)投影儀來固化液態(tài)光聚合物，逐層的進行光固化，由于每層固化時通過幻燈片似的片狀固化，因此速度比同類型的SLA立體平版印刷技術速度更快。該技術成型精度高，在材料屬性、細節(jié)和表面光潔度方面可匹敵注塑成型的耐用塑料部件。

       UV紫外線成型技術：UV紫外線成型技術和SLA立體平版印刷技術比較相似類似，不同的是它利用UV紫外線照射液態(tài)光敏樹脂，一層一層由下而上堆棧成型，成型的過程中沒有噪音產生，在同類技術中成型的精度最高，通常應用于精度要求高的珠寶和手機外殼等行業(yè)。

意義方向

意義

       大大縮短新產品研制周期，確保新產品上市時間；

       ------使模型或模具的制造時間縮短數(shù)倍甚至數(shù)十倍；

       提高了制造復雜零件的能力；

       ------使復雜模型的直接制造成為可能；

       顯著提高新產品投產的一次成功率；

       ------可以及時發(fā)現(xiàn)產品設計的錯誤，做到早找錯、早更改，避免更改后續(xù)工序所造成的大量損失；

       支持同步（并行）工程的實施；

       ------使設計、交流和評估更加形象化，使新產品設計、樣品制造、市場定貨、生產準備、等工作能并行進行；

       支持技術創(chuàng)新、改進產品外觀設計；

       ------有利于優(yōu)化產品設計，這對工業(yè)外觀設計尤為重要。

       成倍降低新產品研發(fā)成本；

       ------節(jié)省了大量的開模費用

       快速模具制造可迅速實現(xiàn)單件及小批量生產。使新產品上市時間大大提前，迅速占領市場。

       總而言之，RP技術是九十年代世界先進制造技術和新產品研發(fā)手段。在工業(yè)發(fā)達國家，企業(yè)在新產品研發(fā)過程中采用RP技術確保研發(fā)周期、提高設計質量已成為一項重要的策略。當前，市場競爭愈演愈烈，產品更新?lián)Q代加速。要保持我市產品在國內外市場的競爭力，迫切需要在加大新產品開發(fā)投入力度、增強創(chuàng)新意識的同時，積極采用先進的創(chuàng)新手段。RP技術在不需要任何刀具、模具及工裝卡具的情況下，可實現(xiàn)任意復雜形狀的新產品樣件的快速制造。用RP技術快速制造出的的模型或樣件可直接用于新產品設計驗證、功能驗證、外觀驗證、工程分析、市場訂貨等，非常有利于優(yōu)化產品設計，從而大大提高新產品開發(fā)的一次成功率，提高產品的市場競爭力，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本?？焖僭椭圃旒夹g生產力促進中心的成立為本市企業(yè)應用RP技術開展產品創(chuàng)新活動提供了很好的前提條件。

發(fā)展方向

       RP技術已經在許多領域里得到了應用，其應用范圍主要在設計檢驗、市場預測、工程測試（應力分析、風道等）、裝配測試、模具制造、醫(yī)學、美學等方面。RP技術在制造工業(yè)中應用最多（達到67%），說明RP技術對改善產品的設計和制造水平具有巨大的作用。

       快速成形技術還存在許多不足，下一步研究開發(fā)工作主要在以下幾方面：

       ⑴改善快速成形系統(tǒng)的可靠性、生產率和制作大件能力，尤其是提高快速成形系統(tǒng)的制作精度；

       ⑵開發(fā)經濟型的快速成形系統(tǒng)；

       ⑶快速成形方法和工藝的改進和創(chuàng)新；

       ⑷快速模具制造的應用；

       ⑸開發(fā)性能良好的快速成形材料；

       ⑹開發(fā)快速成形的高性能軟件等。

技術特點

       1 制造快速

       RP技術是并行工程中進行復雜原型或者零件制造的有效手段，能使產品設計和模具生產同步進行，從而提高企業(yè)研發(fā)效率，縮短產品設計周期，極大的降低了新品開發(fā)的成本及風險，對于外形尺寸較小，異形的產品尤其適用。

       2 CAD/CAM技術的集成

       設計制造一體化一直來說是一個難點，計算機輔助工藝（CAPP）在現(xiàn)階段由于還無法與CAD、CAM完全的無縫對接，這也是制約制造業(yè)信息化一直以來的難點之一，而快速成型技術集成CAD、CAM、激光技術、數(shù)控技術、化工、材料工程等多項技術，使得設計制造一體化的概念完美實現(xiàn)。

       3 完全再現(xiàn)三維數(shù)據(jù)

       經過快速成型制造完成的零部件，完全真實的再現(xiàn)三維造型，無論外表面的異形曲面還是內腔的異形孔，都可以真實準確的完成造型，基本上不再需要再借助外部設備進行修復。

       4 成型材料種類繁多

       各類RP設備上所使用的材料種類有很多，樹脂、尼龍、塑料、石蠟、紙以及金屬或陶瓷的粉末，基本上滿足了絕大多數(shù)產品對材料的機械性能需求。

       5 創(chuàng)造顯著的經濟效益

       與傳統(tǒng)機械加工方式比較，開發(fā)成本上節(jié)約10倍以上，同樣，快速成型技術縮短了企業(yè)的產品開發(fā)周期，使的在新品開發(fā)過程中出現(xiàn)反復修改設計方案的問題大大減少，也基本上消除了修改模具的問題，創(chuàng)造的經濟效益是顯而易見的。

       6 應用行業(yè)領域廣

       RP技術經過這些年的發(fā)展，技術上已基本上形成了一套體系，同樣，可應用的行業(yè)也逐漸擴大，從產品設計到模具設計與制造，材料工程、醫(yī)學研究、文化藝術、建筑工程等等都逐漸的使用RP技術，使得RP技術有著廣闊的前景。